четвер, 19 грудня 2024 р.

Наука відкривати: Герман фон Гельмгольц – універсальний вчений Німеччини

  

Сучасники називали його "рейхсканцлером фізики". Такого титулу насправді, звичайно, не існувало, але визначення було точним. Герман фон Гельмгольц зробив свій внесок у розвиток фізики, медицини, філософії, виховав десятки талановитих учнів та сприяв об'єднанню вчених у всьому світі.

Перші досліди з фізики Герман Гельмгольц почав проводити ще під час навчання у школі. Йому хотілося дослідити світ, взаємодії з яким він у дитинстві був позбавлений: через слабке здоров'я хлопчик до семи років майже не виходив з дому. В університеті Гельмгольц теж хотів вивчати природознавство, але батько - філолог, філософ і директор гімназії Потсдама - наполягав на тому, щоб син став військовим хірургом. Почасти цей вибір був продиктований фінансовою ситуацією сім'ї. Гельмгольці жили небагато, а вступ до Медично-хірургічного інституту в Берліні давало право на безкоштовну освіту. Щоправда, за однієї умови: після закінчення навчання випускник мав вісім років прослужити в армії військовим лікарем.

1843 року 22-річний Герман Гельмгольц був направлений у полк у рідному Потсдамі. Армійських обов'язків він мав небагато, тому юнак влаштував у казармах імпровізовану лабораторію і зайнявся тим самим, чим займався у шкільні роки. Результатом його роботи стала наукова праця «Про збереження сили», що вийшла в 1847 році. У ньому Гельмгольц першим дав точне формулювання закону збереження енергії. Монографія потрапила до рук вченого Олександра фон Гумбольдта і справила на нього таке враження, що він вирішив особисто клопотати за дострокове звільнення молодого лікаря від служби. 1848-го Гельмгольцю дозволили переїхати з Потсдама до Берліна, а ще через рік запросили на посаду професора фізіології та загальної анатомії до Фізіологічного інституту в Кенігсберзі.

Там він зробив свої перші важливі відкриття. Наприкінці 1840-х років Гельмгольц виявив теплоутворення у м'язі. На початку 1850-х – вивчив процес м'язового скорочення та, досліджуючи сідничний нерв жаби, виміряв швидкість поширення нервового імпульсу.

У випадку з багатьма іншими вченими тієї епохи можна легко простежити зміну їхньої спеціалізації: хтось, скажімо, займався фізикою, а потім перейшов на хімію. Гельмгольц формально починав з медицини, потім перейшов до фізіології, а від неї – до математики та фізики. Однак його біографи наголошують, що це надто спрощене сприйняття. Американський історик Девід Каан, який видав у 2019 році англомовну біографію Гельмгольця, каже, що німецький вчений керувався міждисциплінарним підходом задовго до того, як з'явилося саме слово «міждисциплінарність»: «Робота його життя полягала в тому, щоб поєднати всі науки.

Завдяки Гельмгольцю в німецькій фізіології відбувся остаточний відхід від традицій натурфілософії, яка намагалася робити наукові висновки з філософських ідей і пояснювати різні фізіологічні явища фантастичними поняттями на кшталт «життєвих сил» чи «ефіру». Гельмгольц наполягав у тому, що науці потрібні передусім емпіричні дані. Багато його робіт виростали з уже відомих дослідів, які він повторював перед своїми студентами.

Гельмгольц вважається піонером у науковому вивченні зору та слуху. У своїх дослідженнях він доводив, що знання приходять до людини через органи чуття, а ті, у свою чергу, мають фізичну природу. Ці твердження суперечили панівній тоді точці зору у тому, що сприйняття – це якийсь незбагненний духовний акт, відблиск божественного розуму.

В 1850 Гельмгольц винайшов офтальмоскоп - прилад для вивчення очного дна. Він складався з кількох скляних пластин, що відбивають світло від свічки всередину ока, що дозволяло лікареві оглянути його внутрішню поверхню. У 1851 році він представив колегам офтальмометр – прилад для визначення радіусу кривизни очної рогівки. Трохи пізніше Гельмгольц розвинув створену англійцем Томасом Юнгом трикомпонентну теорію відчуття кольору, яка висувала тезу про існування в оці особливих елементів для сприйняття трьох кольорів: червоного, зеленого і синього. Зараз вона відома як «теорія відчуття кольору Юнга-Гельмгольца».

Він дуже любив музику і сам чудово грав на фортепіано. Логічним продовженням цього кохання стало дослідження фізичних основ акустики. Гельмгольц побудував дуже близьку до реальності модель людського вуха, розробив теорію акустичного резонансу, пояснив появу комбінаційних тонів, створив прилад аналізу акустичних сигналів, названий резонатор Гельмгольца. Він навіть винайшов інструмент, який став прадідом сучасного синтезатора: звук потрібної частоти на ньому можна було отримати електромеханічним способом при натисканні на ту чи іншу клавішу.

І це далеко ще не все. Серед його наукових праць є роботи з математики, філософії, метеорології. Він вивчав гіпотезу про теплову смерть Всесвіту і висунув свою версію віку Землі: Гельмгольц був упевнений, що планеті не менше 22 мільйонів років. На початку 1870-х років він зацікавився електромагнетизмом та почав досліджувати електричні коливання.

Своїми знаннями він ділився. Державних кордонів для нього начебто не існувало – він вважав, що люди науки мають об'єднуватись, щоб принести користь людству. Гельмгольц спілкувався з десятками (якщо не сотнями) колег по всьому світу, був членом Лондонського королівського товариства, Королівського коледжу хірургів в Ірландії, Петербурзької академії наук, Американського філософського товариства та інших наукових об'єднань. Багато його ідей були надалі розвинені його блискучими студентами: у Гельмгольця, наприклад, навчалися Генріх Герц, основоположник електродинаміки, Вільгельм Вундт, основоположник експериментальної психології, і Макс Планк, основоположник квантової фізики.

Його заслуги було визнано державою. У 1888 році імператор Фрідріх III звів його у дворянську гідність – так у прізвищі вченого з'явилася приставка «фон». Гельмгольц став батьком-засновником та першим керівником досі існуючого Фізико-технічного інституту в Берліні. Він очолював його остаточно життя. Помер Гельмгольц у 1894 році. У Росії його ім'я носить розташований у Москві медичний центр очних хвороб, а в Німеччині - найбільша науково-дослідна організація країни, що об'єднує майже два десятки природничих, технічних та медико-біологічних дослідницьких організацій.

Автор - Ксенія Реутова.

Джерело: сайт Федерального міністерства закордонних справ Німеччини


Немає коментарів:

Дописати коментар